کاهش ظرفیت موتورهای القایی به دلیل مسائل مربوط به کیفیت توان با توجه به کلاس بازده موتور

Derating of Induction Motors Due to Power Quality Issues Considering the Motor Efficiency Class

چکیده

1-مقدمه

2-جریان اولیه برای کلاس‌های بهره‌وری مختلف موتورالقایی

2-1-تعاریف

2-2-تحلیل جریان‌های آغازین

3-مدل و پارامترهای موتورالقایی برای نامتعادلی ولتاژ و اعوجاج هارمونیکی

3-1-مدل موتورالقایی برای نامتعادلی ولتاژ واعوجاج هارمونیکی

3-2-پارامترهای موتور تحت آزمایش

4-اعتبار و پارامترهای مدل تحت شرایط نامتعادلی ولتاژ

4-1-تست نیمکت

4-2-اعتبار و پارامترهای مدل تحت شرایط نامتعادلی ولتاژ

5-مقایسه فاکتورهای اصلاح ظرفیت

5-1-فاکتور اصلاح ظرفیت برای شرایط نامتعادلی ولتاژ

5-2-فاکتورهای اصلاح ظرفیت برای شرایط اعوجاج هامونیکی

6-نتیجه

چکیده

گرما وتلفات در موتورالقایی با نامتعادلی ولتاژ و اعوجاج هارمونیکی افزایش می‌یابد. برای جلوگیری از اضافه بار حرارتی استانداردهای 1993-141 IEEE، 3004.8 IEEE، 2014NEMA MGI و 26-60034IEC ، فاکتورهای اصلاح ظرفیت موتورالقایی تحت این شرایط را عنوان می‌کنند. در این مقاله ما نشان می‌دهیم که عوامل اصلاح ظرفیت ارایه شده توسط استانداردها از موتورالقایی با راندمان استاندارد محافظت می‌کنند اما تنها تا حدودی برای محافظت از موتورهای القایی مدرن با بازده بالاتر کارآمد هستند. برای این منظور فاکتورهای ارایه شده توسط استانداردها را با فاکتورهای موردنیاز برای حفظ تلفات در مقادیر مجاز برای کلاس‌های مختلف کارآیی مقایسه می‌کنیم. برای بدست آوردن نتایج از این موتورهای القایی ما داده‌های پلاک 548 موتورالقایی با کلاس‌های بهره‌وری مختلف را مقایسه کردیم و دریافتیم که موتورهای با کلاس بهره‌وری بالاتر جریان اولیه بزرگتر، امپدانس توالی منفی کوچکتر و ولتاژ هارمونیکی‌تری دارند. امپدانس پایین به نوبه خود منجر به تلفات بیشتر در شرایط نامتعادلی ولتاژ و هارمونیک می‌شود.

1-مقدمه

موتورهای الکتریکی بویژه موتورهای القایی مهمترین بار در سیستم قدرت هستند. مشارکت آن‌ها در تقاضای انرژی الکتریکی، نزدیک به نیمی از انرژی مصرفی در سطح جهان است. به همین دلیل حتی امروزه پیشنهادهایی برای افزایش راندمان موتورهای القایی برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی وجود دارد.

برای توسعه موتورهای القایی کارآمدتر استاندارد30-60034IEC از سال 2008 سه کلاس کارآیی را مشخص کرد. رعایت این کلاس‌ها حداقل سطح کارآیی را برای هر نوع موتورالقایی تضمین می‌کند. این کلاس‌ها عبارتند از:راندمان استاندارد IE1، راندمان بالا IE2، راندمان برتر IE3. در تجدیدنظر بعدی درمورد این استاندارد دو کلاس کارآیی جدید، راندمان کلان  IE4 و راندمان افراطی IE5 اضافه شد.

6-نتیجه

در این مقاله ، اثر عدم تعادل ولتاژ و اعوجاج هارمونیک بر تلفات موتورالقایی در کلاس‌های مختلف راندمان را بررسی کردیم.

ما ابتدا داده‌های پلاک 548 موتورالقایی را مورد مطالعه قرار دادیم تا نشان دهیم که موتورهای باکلاس راندمان بالاتر با جریان‌های شروع بالاتر(pu) ارتباط دارند. سپس ، ما به کار ارائه شده در مقاله‌های گذشته توجه کردیم ، که در شرایط نامتعادلی و اعوجاجات ولتاژ جریان شروع بالاتر با امپدانس‌های توالی منفی پایین‌تر و تلفات بالاتر همراه است.

Abstract

Heating and losses of induction motor (IM) grow with the supply voltage unbalance and harmonic distortion. To avoid thermal overload, the IEEE 141-1993, the IEEE 3004.8, NEMA MG1-2014, and the IEC 60034-26 standards establish derating factors for IMs operating under those conditions. In this article, we show that while the derating factors proposed by these standards adequately protect standard-efficiency IMs, they are only marginally adequate to protect modern higher-efficiency IMs. To this end, we compare the derating factors provided by the standards with the derating factors required to maintain the losses at rated values in a standard-efficiency IM, in a premium-efficiency IM, and in a super-premium-efficiency IM. To extrapolate the results from these IM, we compared the nameplate data of 548 IMs of different efficiency classes and found that higher efficiency classes correlate to higher IM starting currents and lower impedances to the negative sequence and harmonic voltages. These lower impedances in turn may lead to higher losses for unbalanced and harmonic voltages conditions.

I. INTRODUCTION

ELECTRIC motors, and in particular induction motors (IMs), represent the most important load in the electric power system. Its participation in the demand for electric energy is close to half of the energy consumed globally [1], [2]. For this reason, even today, there are proposals to increase the electric motors efficiency to yield large energy savings [3].

To promote the development of more efficient IMs, the IEC 60034-30 standard from 2008 specified three efficiency classes. Compliance with these classes guarantees a minimum efficiency level for every type of IM and nominal power. These classes are: standard efficiency or IE1, high efficiency or IE2, and premium efficiency or IE3. A later revision of this standard includes two new efficiency classes, the super-premium or IE4 and ultra-premium or IE5 [4].

VI. CONCLUSION

In this article, we study the effect of voltage unbalance and harmonic distortion on the losses of IMs in different efficiency classes.

We first studied the nameplate data of 548 IMs to show that higher efficiency class IMs are correlated to higher starting currents in p.u. Then, we drew attention to the work presented in [24], where higher starting current are associated with lower negative-sequence impedances and to higher losses for unbalanced and distorted voltage conditions.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

کاهش ظرفیت موتورهای القایی به دلیل مسائل مربوط به کیفیت توان با توجه به کلاس بازده موتور

Derating of Induction Motors Due to Power Quality Issues Considering the Motor Efficiency Class

آنالیز و کاهش مشکلات کیفیت برق در سیستم های تولید پراکنده با استفاده از دستگاه های برق سفارشی

Analysis and Mitigation of Power Quality Issues in Distributed Generation Systems Using Custom Power Devices

چکیده

1. مقدمه

2. مشکلات کیفیت توان و اهمیت آن ها

3. استاندارد های کیفیت توان

4. کیفیت توان برای انرژی های تجدید پذیر

5. نظارت بر کیفیت توان

6. روش های کاهش مشکلات توان

7. کاهش نوسان های ولتاژ و فرکانس در سیستم های بادی و خورشیدی

8. کیفیت توان در سیستم های DC

9. خروجی ها

10. جمع بندی

منابع

چکیده

این مقاله موضوعات مرتبط با کیفیت توان را برای سیستم های تولید توزیع شده، مبتنی بر منابع انرژی تجدید پذیر مانند انرژی های خورشیدی و بادی، بررسی و تحلیل می کند. یک مبحث دقیق در رابطه با موضوعات کیفیت توان در این مقاله ارائه شده است. این مقاله نخست مشکلات مرتبط با کیفیت توان را بررسی می کند، سپس در رابطه با استاندارد های اولیه مباحثی را بررسی می کند. یک مطالعه جامع در رابطه با کیفیت توان در سیستم های قدرت شامل سیستم های dc و منابع تجدید پذیر نیز در این مقاله ارائه شده است. تکنیک های نظارت بر کیفیت توان و راهکار های احتمالی مشکلات کیفیت توان برای سیستم های توان نیز به صورت دقیق در این مطالعه بررس شده است. سپس ما روش های کاهش این مشکلات را با استفاده از دستگاه های توان سفارشی، بررسی میکنیم مثلا روش های D-STATCOM, UPQC, UPS, TVSS, DVR، و غیره که برای سیستم های ریز شبکه مورد استفاده قرار می گیرد. برای سیستم های انرژی تجدید پذیر، STATCOM می تواند یکی از بهترین راه حل ها باشد که این موضوع به دلیل مزیت های مختلف شکل می گیرد، در حالی که روش ذخیره گردان می تواند باعث بهبود کیفیت توان در سیستمهای متداول شود. در نهایت، ما کیفیت توان را در سیستم های dc بررسی می کنیم. آرایش های ساده تر و پایایی بالاتر، دو مزیت اصلی در سیستم های DC هستند با وجود این که این سیستم ها مشکلات دیگری در زمینه کیفیت توان دارند مانند ناپایداری و شناسایی ضعیف خطاها.

1. مقدمه

در سیستم های متداول تولید برق در مقیاس بزرگ در نیروگاه های متمرکز شامل نیروگاه های قدرت با سوخت فسیلی، نیروگاه های هسته ای، سد های آبی، مزارع بادی و غیره می باشد. این روش ها حالا با مشکلاتی رو به رو هستند مانند کاهش سوخت های فسیلی، افزایش زیاد نشر مواد آلاینده و هدر رفت توان برق به دلیل خط های انتقال طولانی [1]. «کیفیت توان» به توانایی سیستمهای برقی برای ایجاد کردن تامین توان عالی اشاره دارد که کاملا بدون نویز و دارای یک شکل موج سینوسی می باشد و با در نظر داشتن فرکانس و ولتاژ، همیشه پایدار می باشد. اما، در عمل بسیاری از بار ها وجود دارند که باعث اختلال در سیستم می شوند و باعث انحراف توان نسبت به حالت ایده آل می شوند [2]. EPRI یک مطالعه بین سال های 1992 و 1997 در ایالات متحده انجام شد و مشخص شد که مدت زمان میانگین اختلال به چه صورت است. نتایج برای یک مکان عادی در طول این دوره در شکل 1 نشان داده شده است.

10. جمع بندی

این مقاله موضوع مشکلات کیفیت توان را برای سیستم های تولید توزیع شده مبتنی بر منابع تجدید پذیر مانند نیروی باد و تابش خورشید، بررسی می کند. یک بحث کامل در رابطه با مشکلات کیفیت توان، منابع آن و پارامتر های مرتبط با آن در این قسمت ارائه شده است. مباحث در رابطه با استاندارد های کیفیت توان نیز در این مقاله ارائه شده است. بعد از آن، مشکلات کیفیت توان در سیستم های انرژی های تجدید پذیر، تکنیک هایی برای نظارت بر کیفیت توان و دستگاه های مورد استفاده برای رفع این مشکلات و کاربرد CPD ها برای مشکلات کیفیت توان نیز بررسی شده است. روش های بهبود کیفیت توان در سیستم های تجدید پذیر و تحلیل کیفیت توان در سیستم های Dc نیز در این مقاله ارائه شده است؛ همچنین خروجی های نهایی برای ارائه خلاصه ای از یافته های این کار، ارائه شده است. 

از خروجی های این تحقیق، می توان بیان کرد که حالت گذار شدید ترین مشکل کیفیت توان می باشد و سپس ضربه ولتاژ ، و نوسان در رتبه های بعدی هستند. تکنیک های نظارت بر کیفیت توان که برای رفع هارمونیک ها و نظارت بر آن ها مناسب هستند در حالی که UPQC, STATCOM و ذخیره گردان موثرترین CPD ها هستند. در این مقاله، ما STATCOM را به عنوان بهترین گزینه احتمالی برای رفع این مشکلات معرفی کردیم.

Abstract

This paper discusses the power quality issues for distributed generation systems based on renewable energy sources, such as solar and wind energy. A thorough discussion about the power quality issues is conducted here. This paper starts with the power quality issues, followed by discussions of basic standards. A comprehensive study of power quality in power systems, including the systems with dc and renewable sources is done in this paper. Power quality monitoring techniques and possible solutions of the power quality issues for the power systems are elaborately studied. Then, we analyze the methods of mitigation of these problems using custom power devices, such as D-STATCOM, UPQC, UPS, TVSS, DVR, etc., for micro grid systems. For renewable energy systems, STATCOM can be a potential choice due to its several advantages, whereas spinning reserve can enhance the power quality in traditional systems. At Last, we study the power quality in dc systems. Simpler arrangement and higher reliability are two main advantages of the dc systems though it faces other power quality issues, such as instability and poor detection of faults.

I. INTRODUCTION

The conventional large-scale generation of electricity at centralized facilities include fossil-fuel-fired power plants, nuclear power plants, hydroelectric dams, wind farms etc. These are now being troubled with the shortage of fossil fuel, the exceeding amount of emission and the electrical power loss due to long transmission line [1]. ‘‘Power Quality’’ refers to the electrical system’s ability to create a perfect power supply that has a pure noise-free sinusoidal wave shape, and is always stable if voltage and frequency is considered. However, practically many loads regularly impose disturbances on the systems that make deviations from this ideal power supply [2]. EPRI carried out a study between 1992 and 1997 in the US and characterized the average duration of disturbances. The result for a typical site, during this period is presented in fig. 1.

X. CONCLUSION

This paper discusses the power quality issues for distributed generation systems based on renewable energy sources such as solar and wind energy. A thorough discussion about power quality issues, their sources, and parameters have been presented here. Discussion on power quality standards have been carried out afterwards. After that, power quality issues in renewable energy systems, techniques to monitor power quality, the devices used for that purpose, and application of CPDs for mitigating power quality problems have been described. Ways of improving power quality in renewable systems, and analysis of power quality in DC systems have followed all these; and the outcomes have been presented finally to summarize the findings of this work.

From the outcomes of this research, transient has been found out to be the most severe power quality issue, followed by voltage spike and fluctuation. The power quality monitoring techniques have been found to be employed for monitoring harmonics mainly, while UPQC, STATCOM, and spinning reserve have been found out to be the most effective CPDs. It has been resolved that STATCOM can be a potential choice due to the advantages it offers.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

آنالیز و کاهش مشکلات کیفیت برق در سیستم های تولید پراکنده با استفاده از دستگاه های برق سفارشی

Analysis and Mitigation of Power Quality Issues in Distributed Generation Systems Using Custom Power Devices

بهبود کیفیت توان سیستم های توزیع با استفاده از توان افزایشی انفعالی

Power Quality Improvement Of Distribution System By Reactive Power Compensation

چکیده

1 مقدمه

2 فرمول بندی مسئله

3 انتخاب کردن شین ها برای پشتیبانی توان واکنشی

4 متدولوژی

5 نتایج

6 مباحث

7 جمع بندی

چکیده
مدیریت توان واکنشی یک نقش بسیار مهم در بهبود کیفیت توان سیستم ها ایفا میکند. نگرانی اصلی در مورد مدیریت توان واکنشی، مکان و کیفیت قرار دادن ظرفیت ساز در بهترین مکان در شبکه های توزیع شعاعی، مش، و یا به هم پیوسته میباشد. قرار دهی و سایز بندی بهینه ی این ساختار خازنی موجب میشود که هدر رفت توان فعال در سیستم به حداقل برسد و مشخصات ولتاژ و ضریب توان سیستم نیز بهبود پیدا کند. در این مقاله، روش بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) برای به دست آوردن اهداف مورد نیاز استفاده شده است که یک روش بهینه سازی غیر خطی میباشد. کل این که در دو گام تقسیم میشود، شناسایی گره های ضعیف تر با استفاده از ضریب حساسیت ولتاژ (VSF) و ترکیب دو شاخص مقیاس پذیری ولتاژ و ضریب حساسیت ولتاژ (VSI و VSF) . دوما، سایز بندی خازن ها نیز با استفاده از تکنیک PSO انجام میشود و مقدار جبران سازی توان واکنشی مورد نیاز در هر شین را مشخص میکند. الگوریتم پیشنهاد شده بر روی سیستم های 24 شین IEEE بر روی متلب، تست شده است.
کليدواژگان: بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO)، كاهش قدرت، توان راكتيو، مشخصات ولتاژ، ضریب حساسیت ولتاژ (VSF)، شاخص مقیاس پذیری ولتاژ (VSI).

7- جمع بندی
مکان بهینه برای خازن ها با VSF و ترکیب با دو ضریب حساسیت (VSI و VSF) و سایز بندی با PSO، انجام شده است. این سایز بندی بهینه با استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات به دست آمده است. روش پیشنهاد شده بر روی یک سیستم 24 شین IEEE انجام شده است تا کاهش در هدر رفت توان ( جدول 7) و بهبود مشخصات ولتاژ ( جدول 6) به دست بیاید. مشاهده ها نشان میدهد که زمانی که سایز بندی خازن ها بر اساس انتخاب شین ها از مقادیر VSF انجام میشود، مقدار MVAr تزریق شده در مقایسه با زمانی که به صورت ترکیبی از VSI و VSF در نظر گرفته میشود، مقادیر بهتری را ارائه میدهد و مقدار کلی MAVr کاهش پیدا میکند.

Abstract

Reactive power management plays a vital role in improving power quality of the system. The major concern in reactive power management is location and quantity of placing capacitor at optimal location in the radial/mesh/interconnected distributions network is multi-objectives function with certain constraints. Optimally placing and sizing of capacitors reduces active power loss of the system, improves a voltage profile and power factor of the system. In this paper Particle Swarm Optimization (PSO) is used to achieve required objectives, which is a nonlinear optimization problem. The whole work is divided into two steps, identification of weaker nodes by using Voltage Sensitivity Factor (VSF) and combination of two sensitivity factors Voltage Stability Index and Voltage Sensitivity Factor (VSI, and VSF). Secondly, sizing of capacitors is done by using PSO technique, calculates the amount of reactive power compensation requires in each bus. The proposed algorithm is tested on IEEE 24-Bus system in MATLAB.

VIII- CONCLUSION

The optimal location for capacitors is done by VSF and combination of two sensitivity factors (VSI, and VSF). Then optimally sizing of capacitors is achieved by Particle Swarm Optimization (PSO) technique. The proposed method has been implemented on IEEE-24 Bus to obtained reduction in power loss [Table7] and improvement of voltage profile [Table6]. It is also observed that when capacitor sizing done based on buses selection from VSF values it increases total injected MVAr as compared to when it was considered combination of VSI and VSF values it gives appreciable results and total injected MVAr decreases[Table7].

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بهبود کیفیت توان سیستم های توزیع با استفاده از توان افزایشی انفعالی

Power Quality Improvement Of Distribution System By Reactive Power Compensation

بهبود کیفیت توان با استفاده از یک فیلتر توان اکتیو سری هیبرید قوی

Improvement of power quality using a robust hybrid series active power filter

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

کاربرد فیلتر توان اکتیو سری هیبرید قوی در ارتقای کیفی توان

Improvement of power quality using a robust hybrid series active power filter

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

جبران توان هارمونیک و واکنش پذیر سیستم فتوولتائیک متصل به شبکه

Harmonic and Reactive Power Compensation of Grid Connected Photovoltaic System

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

جبران توان هارمونیک و واکنش پذیر سیستم فتوولتائیک متصل به شبکه

Harmonic and Reactive Power Compensation of Grid Connected Photovoltaic System

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

عوامل تاثیرگذار بر هارمونیک های تولید شده توسط مجموعه ای از رایانه های شخصی

Factors Affecting the Harmonics Generated by a Cluster of Personal Computers

چکیده
1 مقدمه
2 عوامل تاثیرگذار بر هارمونیکهای تولید شده
A تغییر ولتاژ
B بزرگی امپدانس و تغییرات نسبت X / R
C تغییر فرکانس
D. اثر تضعیف
E اثر تنوع
3 نتایج مربوط به لپ تاپ تغذیه شده با سیستمهای مختلف قدرت
4 نتیجه گیری
منابع

چکیده

نفوذ بارهای غیرخطی در سیستمهای قدرت میزان اعوجاج را افزایش می‌دهد و می‌تواند مشکلات شدیدی را برای سیستمهای قدرت بوجود آورد. عوامل زیادی از جمله تضعیف، تنوع، ولتاژ سیستم، فرکانس و امپدانس منبع بر میزان هارمونیکهای تولید شده تأثیر می‌گذارند. از این رو، هدف این مقاله بررسی و تعیین مقدار دقیق تاثیر این عوامل بر هارمونیکهای تولید شده توسط یک گروه از رایانه‌های شخصی (PCs) است. اندازه گیریهای آزمایشی و شبیه سازیهای کامپیوتری برای تأیید مشاهدات انجام می‌شوند.

1 مقدمه

اخیراً، ولتاژهای ورودی مشتریان مسکونی به دلیل افزایش استفاده از بارهای غیرخطی در سیستمهای قدرت، نظیر رایانه‌های شخصی (PCs) بطور فزاینده‌ای دچار تحریف شده‌اند. برآورد شده است که  تا سال 2012، 60٪ از بارهای سیستمهای قدرت بارهای غیرخطی خواهند بود (1). نفوذ این بارها میزان هارمونیک را در شبکه‌های سیستم قدرت افزایش می‌دهد و می‌تواند مشکلات جدی مانند افزایش اعوجاج ولتاژ، کاهش ضریب توان (PF)، اندازه گیری انرژی برخورد، رزونانس سیستم، اثرات حرارتی بر دستگاه‌های دوار، خرابی تجهیزات، افزایش تلفات سیستم، نقص عملکرد دستگاههای الکترونیکی، و کاهش راندمان کلی سیستم را بوجود آورد (2-5).

4 نتیجه گیری

هارمونیک‌های سیستمهای قدرت به دلایل بسیاری مداوما در حال تغییرند. در این مقاله، اثرات تنوع، تضعیف، فرکانس، امپدانس و تغییر ولتاژ برای تغییر عادی پارامترها در یک منبع مورد ارزیابی قرار گرفته است. اگرچه ولتاژ ، امپدانس و تضعیف سیستم بطور قابل توجهی بر هارمونیکها تاثیرگذار است، اما تنوع و فرکانس سیستم تأثیر ناچیزی بر هارمونیکهای تولید شده توسط یک گروه از رایانه‌های شخصی دارند. علاوه بر این، این عوامل جدا از یکدیگر نیستند. بلکه، بطور همزمان رخ می‌دهند و می‌توانند اثر انباشتگی بالایی داشته باشند یا اینکه ممکن است نوعی جبران هارمونیک را بوجود آورند. همچنین اثبات شده است که وقتی یک دستگاه غیرخطی توسط سیستمهای مختلف قدرت تأمین می‌شود، هارمونیک‌های تولید شده و سایر مقادیر توان آنها متفاوت خواهد بود.

Abstract

The penetration of nonlinear loads on power systems increases distortion levels and can cause severe problems to power systems. Many factors affect the degree of generated harmonics including attenuation, diversity, system voltage, source impedance and frequency. Hence, the purpose of this paper is to investigate and accurately quantify the effects of these factors on the harmonics produced by a group of Personal Computers (PCs). Experimental measurements and computer simulations are performed to confirm the observations.

I INTRODUCTION

Recently, residential customer’s input voltages are increasingly becoming more distorted due to the increase use of nonlinear loads within power systems such as Personal Computers (PCs). It has been estimated that by 2012, 60% of the loads on power systems will be nonlinear loads [1]. The penetration of these loads increases the harmonic level in power system networks and can cause severe problems such as an increase in voltage distortion, a decrease in Power Factor (PF), impact energy metering, system resonance, thermal effects on rotating machines, equipment failure, increase system losses, malfunction of electronic devices and decrease the overall system efficiency [2-5].

IV CONCLUSION

Power systems harmonics are continuously varying due to many factors. In this paper the diversity, attenuation, frequency, impedance and voltage variation effects have been evaluated for the normal variation of parameters within a supply. Although system voltage, impedance and attenuation effect impact harmonics notably, system frequency and diversity effects have minor impacts on the produced harmonics produced by a cluster of PCs. Moreover, these factors are not isolated from each other. Rather, they occur simultaneously and their accumulative effects can be effectively high or some kind of harmonic compensation may occur. It is also proven that when a nonlinear device is supplied by different power systems, their generated harmonics and other power quantities will be different.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

عوامل تاثیرگذار بر هارمونیک های تولید شده توسط مجموعه ای از رایانه های شخصی

Factors Affecting the Harmonics Generated by a Cluster of Personal Computers

روش یکپارچه DWT-FFT برای کشف و رده بندی اختلال های کیفیت قدرت

Integrated DWT–FFT approach for detection and classification of power quality disturbances

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

روش یکپارچه DWT-FFT برای کشف و رده بندی اختلال های کیفیت قدرت

Integrated DWT–FFT approach for detection and classification of power quality disturbances

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

لامپ های کم مصرف فلورسنت و تأثیر آنها بر کیفیت برق و دستورالعمل های استفاده

Compact Fluorescent Lamps and Their Effect on Power Quality and Application Guidelines

چکیده
I مقدمه
II تعریف لامپ فلورسنت فشرده
III دستورالعمل ها و استانداردهای دولتی
IV صرفه جویی در هزینه با یک لامپ فلورسنت فشرده
V. CFL در مقابل لامپ رشته ای د دیگر منابع روشنایی
VI بالاست الکترونیکی فلورسنت فشرده
VII محتوای هارمونیک CFL
VIII تاثیر CFL بر سیستم های توزیع برق
A آزمایش سیستم توزیع آرکی (Arki)
B شبیه سازی سیستم توزیع 10KVA ساختمان
C شبیه سازی سیستم ملبورن [6] D مدلسازی سیستم فیدر 15 KV [13] IX اصلاحات برای لامپ های فلورسنت فشرده (CFL)
X نتیجه گیری
منابع

چکیده

لامپ فلورسنت فشرده (CFL) به جایگزینی برای لامپ های رشته ای معمولی برای خانواده ها تبدیل می شود. لامپ های فلورسنت (CFL) مزایا و معایبی دارند؛ در میان مزایا، صرفه جویی در هزینه، کاهش انرژی، افزایش اثربخشی، و احتمال طول عمر بیشتر وجود دارد. ظاهرا، ضریب توان ضعیف و تاثیر هارمونیک بر سیستم های توزیع، برخی از معایب آن محسوب می شوند. این مقاله در مورد موضوعات کاربردی مختلف مرتبط با CFL بحث می کند.

I مقدمه

لامپ فلورسنت فشرده (یا CFL)،  بیشتر و بیشتر در خانه های مسکونی مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان یک راه حل روشنایی کارآمد در زمینه انرژی و با توجه به تغییرات آب و هوایی و مسائل زیست محیطی ، تبلیغ شده است ، بسیاری از خانواده ها لامپهای رشته ای خود را از بین بردند و آنها را با یک لامپ پیچ خورده ، لوله‌ای ، مات به نام لامپ فلورسنت فشرده (CFL) جایگزین کردند. دولت ها به رشد این فناوری جدید کمک می کنند و لایحه جدید انرژی در سالهای 2005 و 2007، بسیاری از لامپ های رشته ای رایج را که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند ، متوقف می کنند و آنها را با لامپ های فلورسنت فشرده کارآمد انرژی جایگزین می کنند. این کارآیی با هزینه ای در کیفیت انرژی حاصل می شود. بالاست الکترونیکی CFL ، اعوجاج هارمونیک قابل توجهی ایجاد می کند که منجر به مباحث کیفیت در سیستم های توزیع می شود. این مقاله، CFL و لامپ رشته ای را مقایسه کرده و در مورد CFL از نظر کارآیی ، صرفه جویی در هزینه، اعوجاج هارمونیک ، تأثیر قوانین دولتی بر روشنایی و تأثیر آنها بر سیستم های توزیع برق بحث می کند.

X نتیجه گیری

لامپ های فلورسنت فشرده، باعث صرفه جویی اقتصادی برای کاربر فردی می شوند. در حالی که یک لامپ رشته ای ممکن است یک منبع نوری از نظر زیبایی شناختی باشد، CFL ها دوام بیشتری دارند و کارایی بیشتری دارند. پس از استفاده از CFL بر روی لامپ رشته ای در مدت زمان طولانی می توان از نظر مالی صرفه جویی زیادی کرد.

فلورسنت های فشرده با بالاست های الکترونیکی داخلی، یک شکل موج جریان بسیار اعوجاج دار ، به طور معمول بیشتر از 100٪ THD  ، ایجاد می کنند. این اعوجاج، پتانسیل ایجاد مشکل در سیستم های توزیع کلی را دارد.

Abstract 

The compact florescent lamp (CFL) is becoming an increasingly popular light source for households replacing the commonly used incandescent lamps. CFLs have advantages and disadvantages; among those advantages are cost savings, energy reduction, increased efficacy, and longer life expectancy. Appearance, poor power factor and harmonic impact on distribution systems are some of their disadvantages. This paper discusses the various application issues related to the CFL’s.

I INTRODUCTION

The compact fluorescent lamp (or CFL) is being used more and more in the residential homes. Advertised as an energy efficient lighting solution and driven by the climate change and environmental issues, many households have begun phasing out their incandescent lamps and replacing them with a twisted, tubular, opaque lamp called a CFL. Governments are helping the growth of this new technology and the new energy bill of 2005 and 2007 will phase out most of the common incandescent lamps used today and replace them with energy efficient CFLs. This efficiency comes at a cost on power quality. The CFL electronic ballast creates significant harmonic distortion that lead to power quality issues in distribution systems. This paper compares the CFL and the incandescent lamp and discusses the CFL in terms of its efficiency, cost savings, harmonic distortion, the impact of government regulations on lighting, and their impact on power distribution systems.

X CONCLUSIONS

Compact fluorescent lamps create economic saving for the individual user. While an incandescent lamp may be a more aesthetically pleasing light source, CFLs last longer and are more efficient. Great savings can be achieved when using a CFL over an incandescent lamp over an extended period of time.

Compact fluorescents with internal electronic ballasts create a highly distorted current waveform, typically greater than 100% THD. This distortion has the potential to create issues on overall distribution systems.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

لامپ های کم مصرف فلورسنت و تأثیر آنها بر کیفیت برق و دستورالعمل های استفاده

Compact Fluorescent Lamps and Their Effect on Power Quality and Application Guidelines

شبکه های عصبی مصنوعی اعمال شده برای بارگذاری تک فاز مشخصه هارمونیک

Artificial neural networks applied to single-phase load harmonic characterization

چکیده
1 مقدمه
2 بارهای غیرخطی
3 شناسایی هارمونیکی
A کاربرد شبکه‌های عصبی مصنوعی
B نتایج آزمایشی
C. ANN (شبکه عصبی مصنوعی) و روشهای FFT (تبدیل فوریه سریع) کوتاه شده
4 نتیجه گیری
سپاس و قدردانی
منابع

چکیده

در این مقاله، یک روش جایگزین مبتنی بر شبکه‌های عصبی مصنوعی برای تعیین مؤلفه‌های هارمونیک جریان بار در یک سیستم قدرت الکتریکی تک فاز ارائه می‌شود. شش مؤلفه هارمونیک اول از شکلهای موج جریان یک کنترلگر AC و یک یکسو ساز پل دیود تک فاز محاسبه می‌شوند که از متداول‌ترین بارها در کاربردهای صنعتی، تجاری و مسکونی می‌باشند. تأثیر این بارهای غیرخطی در رابطه با مسائل کیفیت توان نیز توصیف می‌شود. روش پیشنهادی با FFT (تبدیل فوریه سریع) کوتاه شده مقایسه می‌شود. نتایج شبیه سازی و آزمایشی به منظور اعتبارسنجی رویکرد پیشنهادی ارائه می‌شوند.

1 مقدمه

استفاده از دستگاه‌ها و تجهیزات مبنی بر مبدل استاتیک بطور مداوم در حال رشد بوده است و توجه را به سمت مسائل متعددی از جمله تأثیر بارهای غیر خطی بر کیفیت توان (PQ) معطوف می‌کند. در (1)، نشان داده شده که PQ (کیفیت توان)را می‌توان با استفاده از یک شبکه عصبی مصنوعی (ANN) ارزیابی کرد.

چنین بارهایی موجب اختلال در سیستم توان الکتریکی می‌شوند و متعاقباً به کاهش PQ (کیفیت توان) می‌انجامند. مقادیر زیادی از بارهای تک فاز غیرخطی می‌تواند اعوجاج هارمونیکی زیادی را در محیطهای صنعتی ، مسکونی و تجاری بوجود آورد (2)، (3).

4 نتیجه گیری

در این مقاله، دامنه‌ها و فاز شش مؤلفه هارمونیکی اول جریانهای دیمر و یکسوساز پل دیود از برآورد ضرایب سری فوریه (An و Bn) پس از توصيف نظري و تجربي آن دو بار غير خطي كه کاربرد گسترده‌ای دارند در مدارهای الکترونیکی تک فاز محاسبه شدند. برای برآورد این ضرایب، یک روش جایگزین مبتنی بر ANN(شبکه عصبی مصنوعی) طراحی شد. روش ANN(شبکه عصبی مصنوعی )، دیمر و مجموعه‌ای از دیمر و یکسوساز پل دیود را در نقطه اتصال مشترک (PCC) در نیم چرخه سیگنال جریان به عنوان یک راه حل کارآمد برای تعیین مؤلفه جریان هارمونیک نشان داد. نتایج به دست آمده با روشهای عصبی با نتایج به دست آمده با FFT کوتاه شده که کاربردپذیری آن را نشان می‌دهند مورد مقایسه قرار گرفتند.

Abstract 

 In this paper, an alternative method based on artificial neural networks is presented for the determination of load current harmonic components in a single-phase electric power system. The first six harmonic components are calculated from current waveforms of an AC controller and a single-phase diode bridge rectifier, which are the most common loads in industrial, commercial and residential applications. The influences of such nonlinear loads in power quality issues are also characterized. The proposed method is compared with truncated FFT. Simulation and experimental results are presented in order to validate the proposed approach.

I INTRODUCTION

The use of devices and equipments based on static converter has been in constant growing which awakes the attention to several problems such that nonlinear loads cause in the Power Quality (PQ). In [1], it is showed that the PQ can be evaluated by using an Artificial Neural Network (ANN).

Such loads produce perturbations to the electric power system and, consequently, results in a decreasing PQ. In large quantities, nonlinear single-phase loads can cause a great harmonic distortion in industrial, residential and commercial environments [2], [3].

IV CONCLUSION

In this paper, the amplitudes and phase of first six harmonic components of dimmer and diode bridge rectifier currents were calculated from the estimative of Fourier series coefficients (An e Bn) after the theoretical and experimental characterization of those two widely applied nonlinear loads in single-phase electronic circuits. An alternative method based on ANN was developed for such coefficient estimative. The ANN method showed as an efficient solution for the harmonic current component determination both dimmer and the set of dimmer and diode bridge rectifier at PCC in half-cycle of current signal. The results obtained by neural methods were compared to those of truncated FFT, which demonstrate its applicability.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

شبکه های عصبی مصنوعی اعمال شده برای بارگذاری تک فاز مشخصه هارمونیک

Artificial neural networks applied to single-phase load harmonic characterization

طراحی روش هایی برای جایگیری راهبردی فیلترهای پسیو هارمونیکی در شبکه های توزیع شعاعی

Planning Approaches for the Strategic Placement of Passive Harmonic Filters in Radial Distribution Networks

چکیده

1. مقدمه

2. نظریه ساختار ذاتی شبکه و شاخص حساسیت

3. تاثیر منابع جریان هارمونیک بر حساسیت باس

4. جایگیری راهبردی فیلترهای پسیو هارمونیکی

5. مثال کاربردی

A. پاسخ فرکانسی فیدر توزیع

B. شناسایی باس های راهبردی

6. استحکام راهکار

7. نتیجه گیری

منابع

چکیده

این مقاله روشی را برای تعیین باس های راهبردی برای قرارگیری فیلتر هارمونیک از طریق همبسته کردن شاخص حساسیت مبتنی بر شبکه نظریه ساختار ذاتی  (ISTN) و تزریق جریان هارمونیکی در باس ها در شبکه/ فیدر توزیع ارائه می کند. باس های راهبردی برای فیلترهای هارمونیکی به عنوان باس با حداکثر اعوجاج کل ولتاژ هارمونیکی  (THDV) در یک فیدر توزیع یا باسی که قرارگیری فیلتر هارمونیکی می تواند منجر به حداکثر کاهش در متوسط کل THDV در فیدر توزیع می شود، مشخص می گردد. مزیت استفاده از این روش آن است که دیدگاهی را نسبت به تعامل ساختار شبکه همراه با منابع جریان هارمونیکی در شبکه توزیع در رابطه با عملکرد فیلترهای هارمونیکی فراهم می کند. ارزیابی عملکرد یک فیلتر پسیو هارمونیکی قرار گرفته شده مبتنی بر روی پیشنهادی برای سناریوهای بار حداکثر و غیر حداکثر در یک شبکه توزیع شعاعی مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که فیلترهای هارمونیکی پسیو که براساس سطوح انتشار جریان هارمونیکی قرار می گیرند عملکرد بهتری نسبت به فیلترهای هارمونیکی قرار گرفته در یک شبکه ISTN تنها دارند. فیلترهای هارمونیکی پسیوی که به صورت راهبردی قرار گرفته اند در کنترل انتشار هارمونیک در شبکه های توزیعی موثر هستند.

1. مقدمه

افزایش در سطوح هارمونیکی در شبکه های توزیع در سال های اخیر به شدت تحت تاثیر رشد ثابت در بارهای غیرخطی (دستگاه های الکترونیکی و الکترونیک قدرت) قرار گرفته است. آن ها به صورت جداگانه بیشتر دستگاه های تک فاز با توان پایین هستند که جریان های غیرخطی را از شبکه می کشند. به دلیل تعداد بسیار زیاد دستگاه های منحصر به فرد در تجهیزات مشتری (یا در بخشی از شبکه) و علی رغم لغو هارمونیک طبیعی، آن ها ممکن است سبب ایجاد اعوجاج هارمونیکی قابل توجهی در بخش خدمات شوند. این دستگاه های منحصر به فرد در حوزه های تجاری که به طور ویژه در بارهای غیرخطی به وفور وجود دارد شامل لامپ های فلورسنت، رایانه و تجهیزات جانبی آن ها، ماشین های اداری، پمپ های حرارتی و تهویه مطبوع مرکزی (HVAC) همراه با درایوها با سرعت متغیر است. 

7. نتیجه گیری

این مقاله سه روش ( دو روش مبتنی بر شاخص های حساسیت و یک روش مبتنی بر سطح انتشار جریان هارمونیکی متوسط) به منظور شناسایی باس های راهبردی برای قرارگیری فیلترهای هارمونیک در فیدر توزیع شعاعی، روش حساسیت باس و روش سطح انتشار جریان هارمونیک ارائه داده است. دو تا از این روش ها (که برای به کارگیری در شبکه های توزیع واقعی مناسب تر هستند) به طور کامل مورد بررسی قرار گرفته اند. در حالی که این روش ها تنها می توانند به عنوان تکنیک های تقریب در نظر گرفته شود، نتایج حاصل از آن ها امیدوار کننده است. به ویژه، این روش ها دیدگاه را نسبت به تعامل منابع جریان هارمونیک، ساختار شبکه (شاخص حساسیت) و محل فیلتر هارمونیک ارائه می کنند. آن ها نشان می دهند که باس های شبکه با حساسیت بالا دارای سطوح انتشار جریان هارمونیکی نسبتاً زیادی هستند، باس های موثری برای قرارگیری فیلترهای هارمونیک محسوب می شوند. فیلترهای هارمونیکی که در آن با ها قرار گرفته اند می توانند حساسیت دو باس مربوطه را اصلاح کنند (یعنی کاهش دهند) و به عنوان سینک هایی برای جریان های هارمونیک عمل کنند. دو شاخص جدید در این مقاله پیشنهاد داده می شود که به عنوان راهنمایی برای قرارگیری راهبردی فیلترهای هارمونیک قابل استفاده هستند. این نوع اطلاعات برای مهندسان طراح توزیع بسیار سودمند است.

Abstract

This paper presents an approach to determine strategic buses for harmonic filter placement by correlating the sensitivity index based on the inherent structure theory network (ISTN) and harmonic current injection at buses of the distribution network/feeder. The strategic buses for the harmonic filter are characterized as either the bus with maximum total harmonic voltage distortion (THDV) in a distribution feeder, or the bus where the placement of the harmonic filter would result in maximum reduction in the overall average THDV in the distribution feeder. The advantage of using this approach is that it provides insight into the interaction of the network structure with harmonic current sources in the distribution network in regards to the performance of harmonic filters. The assessment of the performance of a strategically placed passive harmonic filter based on the proposed approach is evaluated for peak and offpeak load scenarios on a radial distribution network. The results indicate that passive harmonic filters that are placed based on harmonic current emission levels perform better than harmonic filters placed based on ISTN alone. The strategically placed passive harmonic filters are highly effective in controlling harmonic propagation in distribution networks.

I. INTRODUCTION

THE increase in harmonic levels in distribution networks in recent years is largely caused by a constant growth in nonlinear loads (electronics and power electronics devices) in the customer installations. Taken individually, they are mostly single-phase low-power devices that draw nonlinear currents from the network. Due to a very large number of individual devices in customer facilities (or in the part of the network) and despite the natural harmonic cancellation, they may cause significant harmonic distortion at the utility substation. The individual devices in commercial areas, which particularly abound in nonlinear loads, include fluorescent lighting, computers, and their peripherals, office machines, heat pumps, and central air-conditioning (HVAC) with variable speed drives.

VII. CONCLUSION

This paper presented three approaches (two based on sensitivity indices and one based on average harmonic current emission level) to identify strategic buses for the placement of harmonic filters in the radial distribution feeder, the bus sensitivity method, and the harmonic current emission level method. Two of those (more suitable for application in realistic distribution networks) were discussed and illustrated in detail. While the approaches can only be considered as approximation techniques, the results are promising. In particular, the approaches provide insight into the interaction of harmonic current sources, network structure (sensitivity index), and location of the harmonic filter. They clearly demonstrate that highly sensitive network buses having relatively high harmonic current emission levels are strategically effective buses for the placement of harmonic filters. Harmonic filters placed at those buses are able to modify (i.e., reduce) the sensitivity of the respective buses and act as sinks for harmonic currents. Two new indices are proposed in the paper that can be used as a guide for the strategic placement of harmonic filters. This type of information is very useful for distribution planning engineers.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

طراحی روش هایی برای جایگیری راهبردی فیلترهای پسیو هارمونیکی در شبکه های توزیع شعاعی

Planning Approaches for the Strategic Placement of Passive Harmonic Filters in Radial Distribution Networks